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8. (2024·苏州姑苏校级期中)质量相等的水和干泥土的比热容之比为$5:1$，吸收的热量之比为$5:3$，则水和干泥土升高的温度之比是（
A.$3:2$
B.$1:3$
C.$5:1$
D.$25:3$
B
）A.$3:2$
B.$1:3$
C.$5:1$
D.$25:3$
答案
8. B
解析
【分析】本题考查热量计算公式的应用，已知水和干泥土的质量相等、比热容之比、吸收热量之比，要求升高温度之比。解题思路是先利用热量公式$Q=cm\Delta t$变形得到$\Delta t=\frac{Q}{cm}$，再将已知的各物理量比值代入，分别表示出两者的温度变化量，最后计算比值即可。
【解析】根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$，变形可得温度变化量$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。设水的比热容为$c_1$，干泥土的比热容为$c_2$，两者质量均为$m$，吸收热量分别为$Q_1$、$Q_2$，升高温度为$\Delta t_1$、$\Delta t_2$。由题意知：$m_1=m_2=m$，$c_1:c_2=5:1$，$Q_1:Q_2=5:3$。则$\Delta t_1=\frac{Q_1}{c_1m}$，$\Delta t_2=\frac{Q_2}{c_2m}$，两者温度变化量之比为：
$\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}=\frac{\frac{Q_1}{c_1m}}{\frac{Q_2}{c_2m}}=\frac{Q_1}{Q_2}×\frac{c_2}{c_1}=\frac{5}{3}×\frac{1}{5}=\frac{1}{3}$，即$\Delta t_1:\Delta t_2=1:3$。
【答案】B
【知识点】热量计算公式、比热容
【点评】本题是比热容相关的基础比值计算，核心是公式的灵活变形与比值代入，只要掌握热量公式的应用，就能轻松解答，属于常规基础题。
【难度系数】0.7
【解析】根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$，变形可得温度变化量$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。设水的比热容为$c_1$，干泥土的比热容为$c_2$，两者质量均为$m$，吸收热量分别为$Q_1$、$Q_2$，升高温度为$\Delta t_1$、$\Delta t_2$。由题意知：$m_1=m_2=m$，$c_1:c_2=5:1$，$Q_1:Q_2=5:3$。则$\Delta t_1=\frac{Q_1}{c_1m}$，$\Delta t_2=\frac{Q_2}{c_2m}$，两者温度变化量之比为：
$\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}=\frac{\frac{Q_1}{c_1m}}{\frac{Q_2}{c_2m}}=\frac{Q_1}{Q_2}×\frac{c_2}{c_1}=\frac{5}{3}×\frac{1}{5}=\frac{1}{3}$，即$\Delta t_1:\Delta t_2=1:3$。
【答案】B
【知识点】热量计算公式、比热容
【点评】本题是比热容相关的基础比值计算，核心是公式的灵活变形与比值代入，只要掌握热量公式的应用，就能轻松解答，属于常规基础题。
【难度系数】0.7
9. (2024·常州溧阳期末)如图,电火花发生器点燃塑料盒内的酒精,酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远,实验时在盒内滴入$2×10^{-4}\ \mathrm{kg}$的酒精（$q_{\mathrm{酒精}}=3×10^7\ \mathrm{J/kg}$）。对于此实验过程,以下说法不正确的是（
A.燃气在喷出的过程中温度会降低
B.燃气的内能转化为盒盖的机械能
C.能量转化方式与汽油机的做功冲程相同
D.酒精燃烧放出的热量一定是6000 J
D
）A.燃气在喷出的过程中温度会降低
B.燃气的内能转化为盒盖的机械能
C.能量转化方式与汽油机的做功冲程相同
D.酒精燃烧放出的热量一定是6000 J
答案
9. D
解析
【分析】
要判断各选项正误，需结合内能改变、能量转化、热值的相关知识：燃气对外做功时内能减小、温度降低；实验中是内能转化为机械能；汽油机做功冲程也是内能转机械能；热值计算的是燃料完全燃烧放出的热量，实际燃烧不一定完全，需注意表述的严谨性。
【解析】
A. 燃气喷出过程中，对外做功，内能减少，温度会降低，该说法正确，不符合题意；
B. 酒精燃烧产生的燃气推动盒盖运动，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，该说法正确，不符合题意；
C. 汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，与该实验的能量转化方式相同，该说法正确，不符合题意；
D. 酒精完全燃烧放出的热量为$Q_{\mathrm{放}}=mq=2×10^{-4}\ \mathrm{kg}×3×10^7\ \mathrm{J/kg}=6000\ \mathrm{J}$，但实验中酒精不一定完全燃烧，所以放出的热量小于或等于6000J，并非“一定是6000J”，该说法错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
内能与机械能转化、热值计算、内能改变
【点评】
本题结合实验考查内能、能量转化及热值的理解，易错点在于对热值的应用：热值计算的是燃料完全燃烧时放出的热量，实际燃烧不一定完全，需注意“一定”这类表述的严谨性。
【难度系数】
0.5
要判断各选项正误，需结合内能改变、能量转化、热值的相关知识：燃气对外做功时内能减小、温度降低；实验中是内能转化为机械能；汽油机做功冲程也是内能转机械能；热值计算的是燃料完全燃烧放出的热量，实际燃烧不一定完全，需注意表述的严谨性。
【解析】
A. 燃气喷出过程中，对外做功，内能减少，温度会降低，该说法正确，不符合题意；
B. 酒精燃烧产生的燃气推动盒盖运动，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，该说法正确，不符合题意；
C. 汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，与该实验的能量转化方式相同，该说法正确，不符合题意；
D. 酒精完全燃烧放出的热量为$Q_{\mathrm{放}}=mq=2×10^{-4}\ \mathrm{kg}×3×10^7\ \mathrm{J/kg}=6000\ \mathrm{J}$，但实验中酒精不一定完全燃烧，所以放出的热量小于或等于6000J，并非“一定是6000J”，该说法错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
内能与机械能转化、热值计算、内能改变
【点评】
本题结合实验考查内能、能量转化及热值的理解，易错点在于对热值的应用：热值计算的是燃料完全燃烧时放出的热量，实际燃烧不一定完全，需注意“一定”这类表述的严谨性。
【难度系数】
0.5
10. 下列内燃机的四个冲程中,汽缸内气体的内能最小的是 （
D
）答案
10. D
解析
【分析】要解决本题，需先根据气门状态和活塞运动方向判断内燃机的四个冲程，再结合各冲程的能量转化分析汽缸内气体的内能大小：首先明确四个冲程的判断依据：吸气冲程是进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动；压缩冲程是两气门均关闭，活塞向上运动；做功冲程是两气门均关闭、火花塞点火，活塞向下运动；排气冲程是排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动。再结合各冲程的能量变化判断内能：吸气冲程刚吸入新鲜气体，未被压缩，内能最小；压缩冲程机械能转化为内能，内能增大；做功冲程内能转化为机械能，内能减少，但仍大于吸气冲程；排气冲程排出废气，内能也大于吸气冲程。
【解析】1. 判断各图对应的冲程：
A图：两气门关闭，火花塞点火，活塞向下，为做功冲程，此冲程内能转化为机械能，内能减少，但初始内能高于吸气冲程；
B图：排气门打开，活塞向上，为排气冲程，排出废气，内能大于吸气冲程；
C图：两气门关闭，活塞向上，为压缩冲程，机械能转化为内能，内能增大；
D图：进气门打开，活塞向下，为吸气冲程，刚吸入新鲜混合气，未发生压缩或能量转化，内能最小。
综上，汽缸内气体内能最小的是吸气冲程对应的D图。
【答案】D
【知识点】内燃机冲程、内能变化
【点评】本题考查内燃机四个冲程的判断及内能变化，需熟练掌握各冲程的气门状态、活塞运动方向，结合能量转化分析内能，属于基础题型。
【难度系数】0.3
【解析】1. 判断各图对应的冲程：
A图：两气门关闭，火花塞点火，活塞向下，为做功冲程，此冲程内能转化为机械能，内能减少，但初始内能高于吸气冲程；
B图：排气门打开，活塞向上，为排气冲程，排出废气，内能大于吸气冲程；
C图：两气门关闭，活塞向上，为压缩冲程，机械能转化为内能，内能增大；
D图：进气门打开，活塞向下，为吸气冲程，刚吸入新鲜混合气，未发生压缩或能量转化，内能最小。
综上，汽缸内气体内能最小的是吸气冲程对应的D图。
【答案】D
【知识点】内燃机冲程、内能变化
【点评】本题考查内燃机四个冲程的判断及内能变化，需熟练掌握各冲程的气门状态、活塞运动方向，结合能量转化分析内能，属于基础题型。
【难度系数】0.3
11. (2024·苏州工业园区校级期中)如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用$m$表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用$\Delta t$表示(水未沸腾),则下列说法正确的是(不考虑热量散失) (
A.若$m$相同,$\Delta t$越小,燃料的热值越大
B.若$\Delta t$相同,$m$越大,燃料的热值越大
C.若$\frac{m}{\Delta t}$的值越大,燃料的热值越大
D.若$\frac{\Delta t}{m}$的值越大,燃料的热值越大
D
)A.若$m$相同,$\Delta t$越小,燃料的热值越大
B.若$\Delta t$相同,$m$越大,燃料的热值越大
C.若$\frac{m}{\Delta t}$的值越大,燃料的热值越大
D.若$\frac{\Delta t}{m}$的值越大,燃料的热值越大
答案
11. D
解析
【分析】
要判断燃料热值的大小，需利用燃料燃烧放热与水吸热的关系推导热值表达式。已知不考虑热量散失，燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，结合热值公式和热量公式，联立推导得出热值与水升高温度、燃料质量的关系，再逐一分析选项即可。
【解析】
不考虑热量散失时，燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即 $ Q_{\mathrm{放}} = Q_{\mathrm{吸}} $。
燃料燃烧放热公式：$ Q_{\mathrm{放}} = mq $（$ m $ 为燃料质量，$ q $ 为燃料热值）；
水吸热公式：$ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t $（$ c_{\mathrm{水}} $ 为水的比热容，$ m_{\mathrm{水}} $ 为水的质量，$ \Delta t $ 为水升高的温度）。
联立两式得：$ mq = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t $，整理得 $ q = \frac{c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t}{m} $。
由于水的比热容 $ c_{\mathrm{水}} $ 和质量 $ m_{\mathrm{水}} $ 是定值，因此热值 $ q $ 与 $ \Delta t $ 成正比，与 $ m $ 成反比。
选项A：若 $ m $ 相同，$ \Delta t $ 越小，由 $ q \propto \Delta t $ 可知，燃料热值越小，A错误；
选项B：若 $ \Delta t $ 相同，$ m $ 越大，由 $ q \propto \frac{1}{m} $ 可知，燃料热值越小，B错误；
选项C：$ \frac{m}{\Delta t} $ 越大，即 $ \frac{\Delta t}{m} $ 越小，由 $ q \propto \frac{\Delta t}{m} $ 可知，燃料热值越小，C错误；
选项D：$ \frac{\Delta t}{m} $ 越大，由 $ q \propto \frac{\Delta t}{m} $ 可知，燃料热值越大，D正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值、热量的计算
【点评】
本题考查热值的比较，核心是利用热量守恒关系推导热值表达式，需明确水的质量和比热容为定值，通过分析热值与水升高温度、燃料质量的比例关系判断选项，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
要判断燃料热值的大小，需利用燃料燃烧放热与水吸热的关系推导热值表达式。已知不考虑热量散失，燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，结合热值公式和热量公式，联立推导得出热值与水升高温度、燃料质量的关系，再逐一分析选项即可。
【解析】
不考虑热量散失时，燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即 $ Q_{\mathrm{放}} = Q_{\mathrm{吸}} $。
燃料燃烧放热公式：$ Q_{\mathrm{放}} = mq $（$ m $ 为燃料质量，$ q $ 为燃料热值）；
水吸热公式：$ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t $（$ c_{\mathrm{水}} $ 为水的比热容，$ m_{\mathrm{水}} $ 为水的质量，$ \Delta t $ 为水升高的温度）。
联立两式得：$ mq = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t $，整理得 $ q = \frac{c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t}{m} $。
由于水的比热容 $ c_{\mathrm{水}} $ 和质量 $ m_{\mathrm{水}} $ 是定值，因此热值 $ q $ 与 $ \Delta t $ 成正比，与 $ m $ 成反比。
选项A：若 $ m $ 相同，$ \Delta t $ 越小，由 $ q \propto \Delta t $ 可知，燃料热值越小，A错误；
选项B：若 $ \Delta t $ 相同，$ m $ 越大，由 $ q \propto \frac{1}{m} $ 可知，燃料热值越小，B错误；
选项C：$ \frac{m}{\Delta t} $ 越大，即 $ \frac{\Delta t}{m} $ 越小，由 $ q \propto \frac{\Delta t}{m} $ 可知，燃料热值越小，C错误；
选项D：$ \frac{\Delta t}{m} $ 越大，由 $ q \propto \frac{\Delta t}{m} $ 可知，燃料热值越大，D正确。
【答案】
D
【知识点】
燃料的热值、热量的计算
【点评】
本题考查热值的比较，核心是利用热量守恒关系推导热值表达式，需明确水的质量和比热容为定值，通过分析热值与水升高温度、燃料质量的比例关系判断选项，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
12. (2024·苏州姑苏校级模拟)如图甲所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,快速压下活塞,可观察到棉花燃烧。此过程与四冲程汽油机的
压缩
冲程能量转化相同;如图乙是汽油机的排气
冲程,若飞轮的转速为1800 r/min,在1 s内,汽油机做功15
次。答案
12. 压缩 排气 15
解析
【分析】
要解决这道题，需分三步思考：第一步分析甲图的能量转化，判断对应汽油机的冲程；第二步根据乙图的气门状态和活塞运动方向，判断汽油机的冲程；第三步根据飞轮转速计算1秒内汽油机的做功次数。
【解析】
1. 甲图中，快速压活塞时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，使棉花燃烧；汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，因此二者能量转化相同，对应压缩冲程。
2. 乙图中，排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动，符合排气冲程的特征，因此是排气冲程。
3. 飞轮转速为1800 r/min，换算为每秒转数：1800÷60=30 r/s；四冲程汽油机每完成2转，对外做功1次，因此1秒内做功次数为30÷2=15次。
【答案】
压缩 排气 15
【知识点】
汽油机冲程判断、内能转化、热机做功计算
【点评】
本题结合空气压缩引火仪和汽油机结构，考查能量转化、冲程判断及热机工作循环的计算，属于热机部分的基础题型，需掌握汽油机各冲程的特点和工作规律即可解答。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需分三步思考：第一步分析甲图的能量转化，判断对应汽油机的冲程；第二步根据乙图的气门状态和活塞运动方向，判断汽油机的冲程；第三步根据飞轮转速计算1秒内汽油机的做功次数。
【解析】
1. 甲图中，快速压活塞时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，使棉花燃烧；汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，因此二者能量转化相同，对应压缩冲程。
2. 乙图中，排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动，符合排气冲程的特征，因此是排气冲程。
3. 飞轮转速为1800 r/min，换算为每秒转数：1800÷60=30 r/s；四冲程汽油机每完成2转，对外做功1次，因此1秒内做功次数为30÷2=15次。
【答案】
压缩 排气 15
【知识点】
汽油机冲程判断、内能转化、热机做功计算
【点评】
本题结合空气压缩引火仪和汽油机结构，考查能量转化、冲程判断及热机工作循环的计算，属于热机部分的基础题型，需掌握汽油机各冲程的特点和工作规律即可解答。
【难度系数】
0.3
13. (2024·苏州工业园区校级段考)发动机功率为30 kW的汽车，以72 km/h的速度在水平路面匀速行驶了36 km，消耗汽油3 kg，汽油的热值为$4.5×10^7$ J/kg。求：
（1）在这个过程中，汽车行驶的时间。
（2）汽油完全燃烧释放的热量。
（3）在这个过程中，汽车发动机的效率。
（1）在这个过程中，汽车行驶的时间。
（2）汽油完全燃烧释放的热量。
（3）在这个过程中，汽车发动机的效率。
答案
13. （1）汽车行驶的时间 $t=\frac{s}{v}=\frac{36\ \mathrm{km}}{72\ \mathrm{km/h}}=0.5\ \mathrm{h}$
（2）汽油完全燃烧放出的热量 $Q=mq=3\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.35×10^8\ \mathrm{J}$
（3）汽车发动机做的功 $W=Pt=30×10^3\ \mathrm{W}×0.5×3\ 600\ \mathrm{s}=5.4×10^7\ \mathrm{J}$,汽车发动机的效率 $\eta=\frac{W}{Q}×100\%=\frac{5.4×10^7\ \mathrm{J}}{1.35×10^8\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$
（2）汽油完全燃烧放出的热量 $Q=mq=3\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.35×10^8\ \mathrm{J}$
（3）汽车发动机做的功 $W=Pt=30×10^3\ \mathrm{W}×0.5×3\ 600\ \mathrm{s}=5.4×10^7\ \mathrm{J}$,汽车发动机的效率 $\eta=\frac{W}{Q}×100\%=\frac{5.4×10^7\ \mathrm{J}}{1.35×10^8\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$
解析
【分析】
这道题分为三个小问，分别考查速度、燃料放热、热机效率的计算，解题思路如下：（1）求汽车行驶时间，已知路程和匀速行驶的速度，利用速度公式变形计算，注意路程与速度单位统一；（2）求汽油完全燃烧释放的热量，直接应用热值公式代入计算；（3）求发动机效率，效率是有用功与总热量的比值，先由功率公式计算有用功，再代入效率公式，注意单位换算。
【解析】
（1）根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $，变形得汽车行驶时间：
$ t = \frac{s}{v} = \frac{36\ \mathrm{km}}{72\ \mathrm{km/h}} = 0.5\ \mathrm{h} $；
（2）汽油完全燃烧释放的热量：
$ Q = mq = 3\ \mathrm{kg} × 4.5 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.35 × 10^8\ \mathrm{J} $；
（3）先计算发动机做的功：功率 $ P = 30\ \mathrm{kW} = 30 × 10^3\ \mathrm{W} $，时间 $ t = 0.5\ \mathrm{h} = 1800\ \mathrm{s} $，则：
$ W = Pt = 30 × 10^3\ \mathrm{W} × 1800\ \mathrm{s} = 5.4 × 10^7\ \mathrm{J} $；
发动机效率：
$ \eta = \frac{W}{Q} × 100\% = \frac{5.4 × 10^7\ \mathrm{J}}{1.35 × 10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 40\% $；
【答案】
（1）0.5 h；（2）1.35×10^8 J；（3）40%
【知识点】
速度公式应用、热值计算、热机效率
【点评】
本题是力学与热学结合的基础计算题，考查核心公式应用及单位换算，属于常规题型，难度适中，能检验学生基础公式的掌握程度。
【难度系数】
0.7
这道题分为三个小问，分别考查速度、燃料放热、热机效率的计算，解题思路如下：（1）求汽车行驶时间，已知路程和匀速行驶的速度，利用速度公式变形计算，注意路程与速度单位统一；（2）求汽油完全燃烧释放的热量，直接应用热值公式代入计算；（3）求发动机效率，效率是有用功与总热量的比值，先由功率公式计算有用功，再代入效率公式，注意单位换算。
【解析】
（1）根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $，变形得汽车行驶时间：
$ t = \frac{s}{v} = \frac{36\ \mathrm{km}}{72\ \mathrm{km/h}} = 0.5\ \mathrm{h} $；
（2）汽油完全燃烧释放的热量：
$ Q = mq = 3\ \mathrm{kg} × 4.5 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 1.35 × 10^8\ \mathrm{J} $；
（3）先计算发动机做的功：功率 $ P = 30\ \mathrm{kW} = 30 × 10^3\ \mathrm{W} $，时间 $ t = 0.5\ \mathrm{h} = 1800\ \mathrm{s} $，则：
$ W = Pt = 30 × 10^3\ \mathrm{W} × 1800\ \mathrm{s} = 5.4 × 10^7\ \mathrm{J} $；
发动机效率：
$ \eta = \frac{W}{Q} × 100\% = \frac{5.4 × 10^7\ \mathrm{J}}{1.35 × 10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 40\% $；
【答案】
（1）0.5 h；（2）1.35×10^8 J；（3）40%
【知识点】
速度公式应用、热值计算、热机效率
【点评】
本题是力学与热学结合的基础计算题，考查核心公式应用及单位换算，属于常规题型，难度适中，能检验学生基础公式的掌握程度。
【难度系数】
0.7
